【手続補正書】
【提出日】平成18年6月19日(2006.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスよりなる光学素子のプレス成形に用いる光学素子用成形型において、
型母材の成形面上に白金、ルテニウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、ロジウム、パラジウムのいずれかからなる貴金属材料の２種類以上を用いて、各々の単層膜を合計１０層以上積層したことを特徴とする光学素子用成形型。
【請求項２】
前記貴金属材料の単層膜が１層当たり５０ｎｍ以下の厚さであることを特徴とする請求項１記載の光学素子用成形型。
【請求項３】
異なる結晶構造を有する貴金属材料の単層膜を積層したことを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子用成形型。
【請求項４】
真空容器内に型母材を設置し、白金、ルテニウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、ロジウム、パラジウムのいずれかからなる２種類以上の貴金属を固体ターゲットとし、この固体ターゲットに電圧を与えて型母材の周囲にアークプラズマを発生させることにより、型母材にプラズマ粒子を付着させて成膜することを特徴とする光学素子用成形型の製造方法。
【請求項５】
前記型母材にパルス電圧を印加し、電圧が与えられた固体ターゲットから発生したアークプラズマ中のイオンを引き出し、このイオンを型母材に付着させて成膜することを特徴とする請求項４記載の光学素子用成形型の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の光学素子用成形型は、ガラスよりなる光学素子のプレス成形に用いる光学素子用成形型において、型母材の成形面上に白金、ルテニウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、ロジウム、パラジウムのいずれかからなる貴金属材料の２種類以上を用いて、各々の単層膜を合計１０層以上積層したことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
白金、ルテニウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、ロジウム、パラジウムからなる貴金属は、いずれもガラスとの濡れ性が悪く、また酸素との反応性が非常に小さい材料であり、光学素子用成形型として非常に有用な材料である。請求項１の発明では、これらの貴金属の単層膜を２種類以上用いて積層することにより、表面の膜構造を均一なものとすることができ、これによりガラス成分や酸素原子の拡散を防止する作用が向上する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
単層膜の積層構造としては、面心立方と六方晶の組合せなど結晶構造が異なる材料同士であっても超多層膜化することにより、膜剥がれのない積層が可能となる。更に、このように結晶構造が異なる材料同士では、相互の結晶構造が干渉し合って、緻密さが向上し、ガラス成分や酸素の原子拡散を防止する作用が向上する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この発明において、成形面側を研磨して十分に平滑かつ形状精度を良好に仕上げた型母材の表面に対して、膜の製造方法としてのスパッタリング、イオンプレーティングなどの一般的な物理蒸着法を行うことにより容易に成膜することができる。成膜材料としては白金、ルテニウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、ロジウム、パラジウムのいずれかからなる貴金属を用いる。また、後述の請求項４及び請求項５記載の膜の成膜方法を用いても良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項４の発明の光学素子用成形型の製造方法は、真空容器内に型母材を設置し、白金、ルテニウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、ロジウム、パラジウムのいずれかからなる２種類以上の貴金属を固体ターゲットとし、この固体ターゲットに電圧を与えて型母材の周囲にアークプラズマを発生させることにより、型母材にプラズマ粒子を付着させて成膜することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項５の発明は、請求項４記載の発明であって、前記型母材にパルス電圧を印加し、電圧が与えられた固体ターゲットから発生したアークプラズマ中のイオンを引き出し、このイオンを型母材に付着させて成膜することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
非球面や自由曲面などの曲面に代表される複雑形状が多い光学素子用成形型の場合には、アークプラズマの中からイオンを取り出して被成膜材料に付着させて成膜するＰＢＩＤ（Ｐｌａｚｍａ  Ｂａｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やＰＢＩＩ（Ｐｌａｚｍａ  Ｂａｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）などの３次元イオン成膜法が有効である。請求項５の発明では、被成膜材料として導電性の型母材を用い、この型母材にパルス電圧を印加し、２種類以上の固体ターゲットに電圧を与えて当該固体ターゲットより交互に発生させたアークプラズマからイオンを取り出し、型母材の成形面に対して交互に垂直に膜を形成する。このことにより、面形状に関わらず均一に且つ成形面に垂直に積層膜を成膜することができる。この場合には、型母材に超硬合金、炭化珪素などの導電性であることが必要である。固体ターゲットとして、白金、ルテニウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、ロジウム、バラジウムのいずれかからなる貴金属を用いることにより、これらを容易に積層膜として成膜することができる。請求項５の発明においては、２種類以上の固体ターゲットの与える電圧と型母材に印可するパルス電圧は同期しているので、型母材に印可するパルス電圧を０ｋＶとしても、膜を製造することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
比較例１の成形型は１５０ショット目で成形膜に膜剥がれが生じた。この膜表面を電子顕微鏡で観察したところ、数μｍから数１０μｍの大きさで模様が見られた。この模様は微小領域での組成及び構造が違うことからなるものであり、ここに欠陥が発生する。更に膜剥がれの部分を観察、分析したところ、型母材の超硬合金中のタングステンが酸化されて酸化タングステン（ＷＯ３）が析出していた。タングステンの酸化で生じる酸化タングステンは酸化時に体積膨張するため、その膨張によって膜が剥がれやすくなったと推察できる。酸化の原因となる酸素は合金膜の微小領域での組成や構造の違いから生じた欠陥からの拡散によるものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
なお、この実施の形態では、型母材として超硬合金を使用したが、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、クロミア、ジルコニア等を用いることが可能である。また、この実施の形態では、膜材料として白金とイリジウムの単層を交互に成膜する場合について説明したが、これらの材料に代えて、または、これらの材料とともに、ルテニウム、オスミウム、パラジウムから選択された２種の膜材料を用いても同様の効果がある。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
（実施の形態２）
本実施の形態は、実施の形態１と同一の型母材に対し、立方晶の結晶構造を有する白金と六方晶の結晶構造を有するオスミウムを成膜した成形型である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
ＲＦスパッタリング装置中に実施の形態１と同様な型母材をセットして、その成形面上にオスミウムを２０ｎｍ成膜し、その上に白金２０ｎｍ成膜し、その後、オスミウムと白金を２０ｎｍの厚さで交互に成膜して２８層の積層膜を作製した。なお、２０ｎｍの厚さは実施の形態１と同様に成膜レートから算出したものである。この積層膜の最表層は白金である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
比較例３として同様の方法により、型母材上にオスミウム１００ｎｍと白金１００ｎｍとを交互に６層成膜した型を製作した。そして、この実施の形態の型と比較例３の型を窒素雰囲気中で４００℃まで加熱した後、徐冷して膜の残留応力を取り除いた。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
このように実施の形態の成形型では、結晶構造が異なる貴金属材料においても、非常に薄い層で積層したことにより、高温下でのプレス成形でも膜剥がれを生じることがなく、長寿命とすることが可能となっている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
なお、立方晶を有する白金、イリジウム、ロジウム、六方晶を有するルテニウム、レニウム、オスミウム、ロジウム、正方晶を有するパラジウムを任意に組み合わせても、薄い単層膜の積層により得られる作用によって本実施の形態と同
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
成膜は、真空容器１内を排気口より排気して１×１０−４Ｐａ以下に減圧した後、まずアーク電源９ａからアーク電極７ａに６０Ｖの電圧を印加し、トリガー電源８ａからトリガー電極６ａに４．５ｋＶの電圧を瞬間的に印加してトリガー放電を起こさせた。このトリガー放電を引き金に、アーク電極７ａから固体ターゲット５ａに放電が起こり、固体ターゲット５ａの表面からレニウムのプラズマが発生する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
さらに、アーク電源９ｂからアーク電極７ｂに６０Ｖの電圧を印加し、トリガー電源８ｂからトリガー電極６ｂに４．５ｋＶの電圧を瞬間的に加え、トリガー放電を起こさせた。このトリガー放電を引き金にアーク電極７ｂから固体ターゲット５ｂに放電が起こり、固体ターゲット５ｂの表面からイリジウムのプラズマが発生する。プラズマを型母材３の周囲へ到達させた状態で、直流パルスバイアス電圧が−０．３ｋＶのままで、イリジウムの固体ターゲット５ｂに対し、同様の操作を６２５回行い、レニウム層の上に厚さ１６．５ｎｍのイリジウム層を形成した。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
なお、この実施の形態では２種類の貴金属の固体ターゲットを用いて積層したが、ターゲット周辺の部材を追加して３種類以上の固体ターゲットを用いて成膜することも同様に行うことができる。また、この実施の形態では、固体ターゲットの材料として、レニウム及びイリジウムを用いた場合について説明したが、これらの材料のいずれかとパラジウムを固体ターゲットの材料として用いても、同様の効果がある。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
【表１】
2001322827.tif 000001